- •Тема 2. Основні поняття системного аналізу Вступ
- •Ключові поняття та терміни
- •2.1. Принципи системного підходу
- •2.2. Поняття системи, навколишнього середовища, мети
- •2.3. Декомпозиція. Поняття елементу, функції, структури
- •2.4. Види потоків в системах. Характеристики статики та динамічної поведінки системи. Поняття стану та процесу
- •Висновки
- •|Питання для самоперевірки
2.4. Види потоків в системах. Характеристики статики та динамічної поведінки системи. Поняття стану та процесу
Зв'язок (потік) — це важливий з точки зору розгляду системи обмін речовиною, енергією, інформацією між: елементами та зовнішнім середовищем і елементами системи.
Функції системи реалізуються через потоки енергії, людей, матеріальні та інформаційні. Структуру можна розглядати також як множину обмежень на потоки в просторі та часі. Структура ініціює потоки, спрямовуючи їх вздовж певних шляхів (каналів), перетворює їх з певною затримкою в часі (час перетворення), в певних випадках припускає регулювання та обернений зв'язок. Структура може змінюватися в часі самостійно, а також під впливом потоків, впливає на потоки і є системою в межах системи. Потоки, які є необхідними для збереження первісної структури, називаються підтримуючими, а ті, що є результатами дії системи та її структури — потоками продукції.
Комунікаційний потік в ієрархічній системі може бути закріплений жорстко за певними «каналами», межі яких не визначені в чітких фізичних термінах, однак вплив цих «каналів» може бути дуже реальним. Так, традиції організації, норми поведінки та неписані правила утворюють такі «канали», тобто організаційна структура накладає обмеження на комунікаційні потоки та сприяє ефективній роботі системи. В кожній структурі існує певна ієрархія потоків (потоки між елементами, підсистемами, системою та зовнішнім середовищем).
Інформаційні потоки у складних штучних системах мають особливе значення: по-перше, інформаційні потоки та інформаційні зв'язки в багатьох випадках є домінуючими, визначальними в системі; по-друге, вони, зазвичай, супроводжують і інші — матеріальні, енергетичні та людські — дії цих потоків фіксуються і у вигляді інформації.
Інформація в системі вивчається як з точки зору її отримання, зберігання, передачі, перетворення, фільтрації, так і з точки зору її вимірювання.
На практиці в складних інформаційних системах класична універсальна міра інформації — ентропія використовується не часто. Значно частіше використовуються вужчі чи інші способи її кількісного оцінювання та міри: число повідомлень, число операторів, число файлів, об'єм інформації в знаках або двійкових кодах та ін.
Інформаційним потокам ставлять у відповідність певного виду структурні схеми (наприклад, діаграми потоків даних та ін.), які мають певні спільні риси: вказані джерела та споживачі інформації, об'єм, форми представлення, напрямок передачі, місця і вид зберігання та ін. Ці структурні схеми (інформаційні моделі системи) використовуються для аналізу та мінімізації потоків даних та зменшення їх об'єму, виявлення як дублювання інформації, так і дублювання шляхів її передавання та ін. Поняття інформації має високий ступінь універсальності, і в загальному сенсі функціонування системи можна розглядати як перетворення вхідної інформації у вихідну шляхом прийняття певних рішень в системі.
Потужність речовинних і енергетичних зв'язків оцінюється порівняно просто за інтенсивністю потоку речовини або енергії. Для інформаційних зв'язків оцінкою потенційної потужності може служити її пропускна спроможність, а реальної потужності — дійсна величина потоку інформації. Проте в загальному випадку при оцінці потужності інформаційних зв'язків необхідно враховувати якісні характеристики переданої інформації (цінність, корисність, вірність і т. п.).
Елемент системи може входити до її складу, може бути переміщений в системі з одного місця на інше, може бути виключений з неї. Ці всі ситуації стосуються зміни структури системи. Можливі й інші перетворення: елемент має певні властивості, характеристики, які теж можуть змінюватися у процесі розгляду системи.
Стан системи — це зафіксовані значення характеристик системи, важливі для цілей дослідження. Зміна довільної з числа цих характеристик означатиме перехід системи до іншого стану. Отже, отримаємо набір станів, який ще не є процесом.
Процес — це набір станів системи, що відповідає впорядкованій неперервній або дискретній зміні деякого параметра, що визначає характеристики чи властивості системи. В більшості випадків таким параметром є час.
Процес зміни станів системи в часі відображає динаміку системи. Нехай у — стан системи yY, Y — множина припустимих значень станів, t — параметр процесу, tT, T — множина припустимих значень параметра процесу. Стани системи залежать від значення параметра, F:TYY, тобто зафіксувавши початковий стан yo=y(to) процес St0t описується як певне правило переходу від стану t0 зі значенням параметра t до стану зі значенням параметра через всі його неперервні або дискретні проміжні значення, St0t (y(to)) = y(t), yY, tT. Процеси в системі мають різноманітне значення. Так, процес проектування інформаційної системи як рух від системного аналізу через ряд проміжних етапів (технічне завдання, технічне та робоче проектування, впровадження, супровід) є основною функцією системи — розробницької фірми. У цьому випадку необхідно враховувати також цілий ряд внутрішніх процесів. Отже, процеси описуються як залежності виходів від входів в модулях різного ступеня узагальнення або різного рівня ієрархії. При цьому принципово не важливо, чи сприяє, а чи перешкоджає загалом той чи інший процес реалізації системою своїх функцій.